切爾諾貝利核電站事故發(fā)生在1986年的春天,那場災(zāi)難帶來的核污染,使其附近的大片土地成為了人類的“禁區(qū)”。然而,這片區(qū)域并不是想象中的不毛之地,實(shí)際上,在經(jīng)過幾十年之后,這里已成了很多動物的“家園”,其中甚至還有狗群。 這些狗并非野生動物,它們其實(shí)是切爾諾貝利核電站事故后遺留下來的家犬的后代,其數(shù)量大約有900只。那么,這些狗是如何在充滿核污染的環(huán)境中生存下來的呢?難道它們能對核污染免疫? 為了找到問題的答案,一個來自哥倫比亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開展了一項(xiàng)深入的基因組研究,在研究工作中,研究人員從切爾諾貝利附近的狗群中提取了的樣本,并對其進(jìn)行全基因組測序。 研究結(jié)果表明,切爾諾貝利附近的狗已變異,在它們的基因組中,發(fā)現(xiàn)了近400個異常位點(diǎn),涉及52個特定的基因變異,而這些變異可能與它們在高輻射環(huán)境中的適應(yīng)能力密切相關(guān)。 我們知道,核污染對生物的威脅主要是過量放射性核素衰變產(chǎn)生的電離輻射,這會對生物的DNA造成不可逆的損傷,就像一個脆弱的書頁被撕裂一樣,輻射會破壞DNA的雙鏈結(jié)構(gòu),導(dǎo)致不可控的基因突變,甚至讓細(xì)胞徹底死亡。 然而在這些切爾諾貝利附近的狗群中,有些DNA修復(fù)相關(guān)的基因發(fā)生了某種變異,這種變異讓它們的細(xì)胞能夠更高效地修復(fù)輻射帶來的DNA損傷,就像一本書即使被撕掉了一頁,也能快速補(bǔ)上一頁新的內(nèi)容。 研究人員指出,輻射除了直接損傷DNA,還可能會產(chǎn)生大量活性氧,進(jìn)而引發(fā)氧化應(yīng)激,而這種現(xiàn)象會損傷細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì),導(dǎo)致細(xì)胞功能紊亂甚至死亡。 而在切爾諾貝利附近狗群的基因中,存在著一些可以降低這種影響的變異,研究人員認(rèn)為,這些變異可能增加了抗氧化酶的表達(dá)或活性,從而幫助清除細(xì)胞中的活性氧,減輕氧化應(yīng)激對細(xì)胞的破壞。 此外,這些變異還可能在調(diào)節(jié)抗氧化相關(guān)分子信號通路方面也有特化,進(jìn)而增強(qiáng)了對輻射損傷的抵抗能力。 除此之外,一些變異可能與狗群的細(xì)胞代謝路徑相關(guān),比如某些酶的活性可能增強(qiáng),研究人員推測,這可能會使它們在處理核污染環(huán)境中的食物和水方面擁有更高的耐受性。 引人注目的是,切爾諾貝利附近的狗群展現(xiàn)出的適應(yīng)能力其實(shí)是自然選擇的結(jié)果,因?yàn)榛蚪M測序表明,這些狗的遺傳多樣性水平其實(shí)是相對較低的,這就說明了,事故發(fā)生后的前幾年,許多狗都因?yàn)榄h(huán)境的惡化而死去,只有一些在基因上更具優(yōu)勢的個體得以存活并繁衍后代。 隨著時間的推移,這些適應(yīng)性特征逐漸在種群中積累和擴(kuò)散,也就是說,今天我們看到的這些狗其實(shí)是“幸存者”的后代。 可以看到,這些變異正是切爾諾貝利附近的狗能夠生存下來的重要原因,那么,這是否說明,它們能對核污染免疫呢?答案是否定的。 研究人員表示,核污染的物理性損傷不可能被徹底避免,任何生物暴露在核污染環(huán)境中,都會持續(xù)地受到傷害,盡管切爾諾貝利附近的狗已經(jīng)發(fā)生了一些與適應(yīng)核污染環(huán)境相關(guān)的變異,但也只能說它們在核污染環(huán)境中生存的能力比普通的狗更強(qiáng)一些,在這樣的環(huán)境中,它們同樣也會受到持續(xù)傷害。 實(shí)際上,過去的觀察數(shù)據(jù)也在一定程度上證實(shí)了這一點(diǎn)——這些狗的壽命通常比普通狗要短,某些疾病的發(fā)病率也更高,而這也就意味著,它們并不是能夠完全對核污染免疫的超級生物。 |
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